1). Ультрафиолетовое излучение, его классификация, особенности, виды действия и применения.

1). Ультрафиолетовое излучение, его классификация, особенности, виды
действия и применения.
Ультрафиолетовое излучение – это электромагнитные волны оптического диапазона с длинной волны от 400 до 100 нм.
Различают три области ультрафиолетового излучения:
 Область А (длинноволновая: λ=400-315 нм)
 Область В (средневолновая: λ=315-280 нм)
 Область С (коротковолновая: λ=280-100 нм)
Более жёсткий ультрафиолет поглощается воздухом.
Особенности ультрафиолетового излучения:
1) Не вызывает непосредственного зрительного ощущения.
2) Даёт как положительный, так и отрицательный биологический эффект.
3) Оказывает фотохимическое действие (почернение фотоматериалов).
4) Оказывает фотоэлектрическое действие (вызывает фотоионизацию).
5) Значительно поглощается телами живой и неживой природы.
6) Вызывает люминесценцию.
Виды воздействия:
1) Физическое: при поглощении ультрафиолета выделяется тепло, происходит фотоэффект и люминесценция.
2) Фотохимическое и фотобиологическое:
a) Фотосинтез (область А).
b) Фототерапевтическое действие (укрепляющее и закаляющее действие; антирахитическое действие: под воздействием ультрафиолетового излучения вырабатывается
витамин D).
c) Эритемное действие (покраснение и ожоги кожи. Область В).
d) Бактерицидное действие (Область С).
e) Мутагенное действие (ультрафиолетовое излучение вызывает наследственные изменения в растительных и животных организмах).
Особенности фотобиологического действия – это наличие выраженности того или
иного эффекта, в зависимости от длинны волны.
Например, наибольшее бактерицидное действие оказывает ультрафиолетовое
излучение с длинной волны 254 нм и относительной скоростью поглощения, равной 1.
Наибольшее эритемное действие при λ=297 нм, относительной скорости поглощения 0,8.
Применение в медицине:
1) В дерматологии (лечение экземы, грибковых заболеваний).
2) В терапии и педиатрии (профилактика и лечение рахита, хронических заболеваний, пневмонии, аденоидов, ангины).
3) В хирургии и в клинике инфекционных болезней (стерилизация воздуха для профилактики больничных инфекций).
4) В биохимии (для фотохимического синтеза биологически активных веществ, аминокислот).
5) В гигиене (для стерилизации воды и предметов).
2). Фотохимическое действие ультрафиолетового излучения, его законы
и их характеристика.
Фотохимическое действие ультрафиолетового излучения заключается в химических превращениях веществ под действием ультрафиолетового излучения. Выражается в
разложении, полимеризации и деполимеризации веществ.
Особенности фотохимического действия:
1) Количество прореагировавшего вещества зависит только от числа поглощённых квантов и не зависит от температуры.
2) При фотохимическом действии происходят следующие реакции:
a) Первичная (происходит с продуктами, поглотившими кванты. Эта реакция не зависит от температуры).
b) Вторичная (происходит между продуктами первичной реакции и другими компонентами. Зависит от температуры).
c) Цепная реакция (начальным звеном является поглощение кванта, а затем выделяется энергия).
3) Сенсибилизирующее действие осуществляется в присутствии сенсибилизатора, т.е.
вещества, делающего систему чувствительной к тем длинам волн ультрафиолетового
света, к которым система чувствительна не была.
Одной из стадий фотобиологического процесса является фотохимическое действие.
Фотобиологический процесс осуществляется в несколько этапов.
1) Физическая стадия (молекулы поглощают квант ультрафиолетового излучения).
2) Внутримолекулярное распределение и межмолекулярный перенос энергии.
3) Фотохимическая стадия (первичная реакция).
4) Стадия темнового превращения (вторичная реакция).
5) Ответная физиологическая реакция (например, загар).
Фотохимическое действие подчиняется трём законам:
1) Закон Гротхуса-Дреппера: всякие фотохимические процессы возможны только при
поглощении энергии.
2) Закон Эйнштейна: элементарный фотохимический процесс происходит при поглощении одного кванта молекулой, участвующей в реакции.
Минимальная энергия, необходимая для этого, называется энергией активации. Если
энергия меньше, то происходит выделение тепла, люминесценция.
3) Закон Бунзена-Роска: при фотохимических реакциях количество конечного продукта
определяется облучённостью и временем облучения и пропорциональна им.
Н=Е·t, где Н – количество конечного продукта,
Е – облучённость,
t – время
Error! [Лк]
3). Фотобиологическое действие ультрафиолетового излучения. Его
виды, особенности и характеристика.
Фотобиологическими называются процессы, происходящие в живой системе и
связанные с поглощением или выделением лучистой энергии. Существуют 5 этапов
фотобиологического процесса.
Процессы, идущие с поглощением энергии ультрафиолетового излучения подразделяются на позитивные и негативные.
Позитивные:
1) идущие с увеличением энергии (фотосинтез)
2) идущие без увеличения энергии (фототаксис)
Негативные:
1) Фототоксические (ожог глаз)
2) фотоаллергические (повышенная чувствительность системы к ультрафиолету в результате сенсибилизации)
Сенсибилизаторы:
I типа: для проявления своего сенсибилизирующего действия не нуждаются в наличии
кислорода. Их применяют для лечения псориаза, в антибактериальных, противомикробных препаратах.
II типа: нуждаются в наличии кислорода (красители, продукты обмена веществ). Их
фотохимическое действие происходит в три стадии:
1) Молекулы вещества, поглотившего кванты, переходят в возбуждённое состояние.
2) Активированная молекула передаёт энергию молекуле-акцептору.
3) Молекула-акцептор окисляется, а продукты окисления вызывают соответствующую
реакцию, таким образом в медицине используют фотобиологическое действие, вызванное присутствием сенсибилизатора.
4). Источники ультрафиолетового излучения.
Естественным источником ультрафиолетового излучения является солнце. Из-за
поглощения в атмосфере, до земли, в большей степени, доходят лучи с длинной волны от
380 до 300 нм.
Доля ультрафиолета в общем потоке солнечного излучения зависит от времени
суток, от времени года, от географической широты, от состояния атмосферы, от солнечной активности.
Искусственными источниками ультрафиолетового излучения являются люминесцентные, лазерные и газоразрядные источники.
В медицине используют газоразрядные источники на парах ртути (ртутно-кварцевые лампы):
1) Лампы низкого давления (0,3-0,4 кПа): разряд тлеющий, действие бактерицидное.
2) Лампы высокого давления (0,5-1МПа).
3) Лампы сверхвысокого давления (15 МПа): используют в люминесцентных микроскопах.